metodologia general para el diseño de buques

2. Se inicia con una
necesidad o con un
problema que es
necesario resolver.
Puede provenir de un
cliente o de una
empresa para la que el
ingeniero trabaje.

3. Para alcanzar el objetivo deseado, se pasa por
distintas etapas. Estas son:
• Aclaración de la necesidad
• Diseño conceptual
• Diseño de formulación
• Diseño en detalle
• Manufactura/montaje

4. Aclaración de la necesidad
Implica analizar y enunciar el problema con
claridad.
Diseño conceptual
Genera posibles soluciones, planes o
métodos para resolver el problema.
Se reúne la información para tomar un
decisión.

5. Diseño de formulación
Se formulan y evalúan a detalle las soluciones o
planes conceptuales seleccionados.
Se hace la elección definitiva del plan o método
que se utilizara.

6. Diseño en detalle
Considera los detalles que la elaboración del
producto implica.
La calidad del trabajo debe de ser buena

8. Las actividades de análisis, síntesis y
evaluación, son las actividades creativas que se
esperan de un ingeniero, e implican un
razonamiento deductivo.
Los resultados de estas actividades se cotejan
constantemente con los requisitos y las
restricciones.

9. El producto del diseño rara vez alcanza la
idealidad y perfección que se desearía lograr.

11. El producto a de elaborarse con ciertos
materiales, y es importante que la selección
sea parte del procedimiento de decisión.
Ingeniería integral: consideración simultanea
de todos los factores pertinentes a un producto
en la etapa de mesa de dibujo.

12. Es importante decidir con anticipación los
materiales que se utilizaran, por que esto
puede afectar el diseño.
Selección de materiales
Etapa conceptual
Etapa de
formulación
Etapa de diseño

13.  Se identifican categorías muy amplias de los
posibles materiales, a fin de decidir con
suficiente anticipación los materiales que se
utilizaran.

14. Se examina con mayor detenimiento cual de
los materiales es necesario utilizar.
Los diseños preliminares se pueden elaborar
con base en la gama de propiedades que se
publican en los manuales.

15. Se realiza el diseño definitivo con base en los
datos del material que se va a utilizar.
Puede ser aconsejable solicitar datos
estadísticos que indiquen el intervalo de
variación de las propiedades del material

17. Los factores de este grupo son el tamaño, la
forma y el peso del material que se necesita,
así como el espacio disponible para el
componente.
La forma del material determina si se necesita
una pieza fundida o un producto forjado.

18. Si su producto o componen es grande se tiene
que tomar en cuenta su transporte.
El espacio disponible para el componente
determina si considera la posibilidad de utilizar
otros materiales.

19. Los factores de este criterio tienen que ver con la
capacidad del material para soportar los tipos de
esfuerzos.
Propiedades mecánicas que se utilizan como criterios
de falla en el diseño.
 Resistencia
 Tenacidad a la fractura
 Resistencia a la fatiga
 Termofuencia

20.  El ambiente a el que están expuestos los
materiales también afecta las propiedades
mecánicas.

21. Estos factores se relacionan con la capacidad para
dar forma al material. Es común el uso de procesos
de fundición y de conformación.

22. A los metales dúctiles y a los materiales
termoplásticos se les deforma de manera
normal mediante procesos de deformación, por
que son rápidos y apropiados para la
producción en masa.

23. A los materiales cerámicos frágiles y de alto punto de
fusión se les da forma mediante:
 Sinterización tratamiento térmico a una temperatura
inferior a la de fusión de la mezcla, para incrementar la
fuerza y la resistencia.
 metalurgia de polvos proceso de fabricación que, parte
de polvos finos y compactados, para darles una forma
determinada, se calientan en atmósfera controlada.

24.  En los materiales compuestos se utilizan
técnicas de formado por aspersión y de
almacenamiento.
 La fabricabilidad abarca los procedimientos
de unión (como soldadura autógena,
soldadura fuerte y soldadura blanda), de
formado y de maquinado.

25.  Esta soldadura se
realiza llevando hasta
la temperatura de
fusión de los bordes de
la pieza a unir
mediante el calor que
produce la combustión
de un gas.

26.  Proceso de unión de
dos metales a través
del calentamiento de
estos y la posterior
adición de un metal, el
cual debe tener una
temperatura de fusión
superior a 450 °C y
menor al del metal
base

27.  Consiste en realizar
uniones en las que el
material de aportación
tiene menor punto de
fusión (y distintas
características
químico-físicas) que el
material base

29.  Estos factores tienen que ver con el tiempo
durante el cual los materiales desempeñan
las funciones a las que han sido destinados,
en el ambiente al que están expuestos

30. Las propiedades pertenecientes a este grupo
son:
 Resistencia a la corrosión
 Resistencia la oxidación
 Resistencia al desgaste
 Termo fluencia
 Propiedades de fatiga

31.  Estos factores son importantes en la economía.
 El costo se relaciona con la cantidad y estandarización
del material.
 Los costos son mayores cuando son artículos fuera de
serie o que requieren tratamientos especiales.

33.  Códigos: conjunto de requisitos técnicos que
se imponen al material.
 Factores estatutarios: se relacionan con los
reglamentos locales, estatales y federales,
referentes a los materiales y a los
procedimientos que se utilizan, o a la forma
de deshacerse de ellos.

34.  ASME ha generado un código de
diseño, construcción, inspección y
pruebas para equipos.
 ASTM o ASTM International es un
organismo de normalización de
los Estados Unidos de América.
 SAE Internacional El principal
objetivo de la sociedad es el
desarrollo de los estándares para
todos los tipos de vehículos.

36. Perfil propiedades
Duración de los
componentes
Mecánicos
Perfil proceso
Físicos
Procesamiento y
fabricabilidad
Costos y disponibilidad
Perfil ambiente
códigos, factores
estatutarios y otros
factores

38.  Uno de los factores que intervienen en la
selección de un material con base en su perfil
de propiedades es su índice de rendimiento o
de eficiencia.

39. Rendimiento de un material estructural
 Eficiencia para desempeñar la función para la
que fue proyectado.
Eficiencia
 Cociente de la carga que un material puede
soportar entre la masa o el peso del material
Eficiencia =
Carga sobre el elemento
=
P
Peso del material m

40. Se tira de un material por tensión
o tracción, el material se alarga
mientras soporta la carga. El
criterio de falla es el esfuerzo de
fluencia después de la cual el
material sufre una deformación

41.  Eficiencia de tensión axial, rigidez máxima
por unidad de masa.

42. Podemos definir la economía del material como:
Donde Cm, es el costo del material por unidad de masa y m es la masa

43.  Son graficas de las
propiedades que
constituyen los
factores de un
material.
 Fueron ideados para
emplearse en la etapa
conceptual de la
selección de
materiales.

44.  Muestran que las propiedades de cada una de
las diferentes clases de materiales, los cuales
se muestran dentro de zonas o campos en los
diagramas.
 Los campos representan las clases de
materiales, y dentro de ellas hay zonas mas
pequeñas que representan la variación de las
propiedades de los materiales.

46. El rendimiento de una
material también es
función de la forma de su
sección y de la modalidad
de carga.
 Factor de forma: es un
numero adimensional
que caracteriza la
eficiencia mecánica dela
sección con respecto a
una barra maciza de
sección circular e igual
masa.

47.  Tiene dos criterios de rendimiento, rigidez y
resistencia. Para cada uno de ellos existe un
factor de forma.
 La resistencia al fallo puede ser el esfuerzo
de fluencia o el esfuerzo máximo de fluencia.

48.  Se calculan a
partir de la
geometría de la
forma.
 Estos factores de
introducen a
través del
segundo
momento de área,
I, en torno al eje
de flexión.

50.  Es necesario reducir al mínimo o eliminar el
riesgo de la innovación en especial si pensamos
en términos de casos de responsabilidad por
productos defectuosos.

51.  Reducción del numero de materiales y la
intensificación del uso de materiales para
diversas aplicaciones.
 El proyectista debe considerar las
consecuencias de la falla del componente.

52.  El rendimiento y el costo desempeñan papeles
dominantes.
 Las consideraciones principales son: la
propiedad del material que determina su
rendimiento y el tratamiento, para determinar el
costo del componente o estructura.

53.  En las industrias
motivadas por el
rendimiento, se elige el
rendimiento en primer
termino y el costo tiene
una importancia
secundaria.
 En industrias movidas por
el costo, pasa todo lo
contrario.

55.  Un fuente para fines de diseño es la
información referente a como fallo un
componente después de haber sido puesto
en servicio.

56. Las fuentes de falla de materiales o
componentes se puede clasificar en:
 Deficiencias de diseño
 Deficiencias en la selección de materiales
 Imperfecciones del material
 Deficiencias de fabricación y tratamiento.
 Errores de montaje
 Condiciones de servicio inadecuado

57.  Se observa con mayor frecuencia, la presencia
de muescas que son fuente de concentración
de esfuerzos, lo que genera fracturas.
 Otra deficiencia puede ser la aplicación de un
número insuficiente de criterios, nace de no
hacer cálculos de esfuerzo y no contar con
información de los tipos y magnitudes de las
cargas.

58. Se deben elegir los materiales en función de:
• Posibles mecanismos de falla
• Tipos de cargas y esfuerzos
• Condiciones ambientales
o Temperatura
o Ambiente de corrosión

59.  Un problema en la selección de materiales es
la suposición de que los materiales de la
misma clase tienen propiedades idénticas.
 Las imperfecciones pueden surgir como
resultado del tratamiento, fabricación o
manejo del material.

60.  Durante las operaciones de moldeo y
conformado, pueden surgir laminaciones,
patrones de línea de flujo, solapa duras y
costuras.
 El manejo incorrecto de los materiales
durante el montaje o la fabricación puede
crear defectos de superficie.

61.  Los materiales deben ser seleccionados no
solo en base a las cargas y esfuerzos.
 Se debe de tomar en cuenta, la modalidad de
carga y la calidad, tratamiento, fabricación,
manejo y condiciones de servicio del material.

62.  Además de los defectos antes mencionados,
la susceptibilidad a la falla puede ser
consecuencia de condiciones inadecuadas de
tratamiento de cambios realizados en las
especificaciones, que no fueron evaluados.

63.  El formado en frio
 El alargamiento
 La expansión
 La reducción
 El doblado
Producen esfuerzos residuales y a vece alteran
las propiedades mecánicas en masa o locales.

64.  La descarburación durante el tratamiento
térmico induce fallas:
 Por fatiga: reduce el limite de aguante de la
superficie
 Distorsión en piezas pequeñas: reduce la
resistencia media de la sección transversal.

65.  Un problema común de los aceros es la
formación de martensita templada, muy
frágil, que puede originar grietas en la zona
afectada por el calor.
 Martensita: nombre que recibe la fase
cristalina, en aleaciones ferrosas.

66.  Fallas en el servicio pueden ser consecuencia
de errores de montaje no identificados
durante la inspección.
 Estos errores dan como resultado una menor
duración en piezas móviles de sistemas
mecánicos o eléctricos.

67.  Estos errores tienen que ver con
especificaciones de montaje inexactas,
incompletas o ambiguas, ocurren mas a
menudo a consecuencia de errores del
operador.

68.  Estas fallas tienen que ver con la operación
incorrecta del componente o pieza.
 Las condiciones de velocidad, temperatura y
ambiente, la operación sin mantenimiento,
inspección y vigilancia suelen contribuir a las
fallas en servicio.

69. Las mejores fuentes de información son los
manuales sobre materiales, física y química.